Полупроводниковый измеритель температуры
Изобретение относится к технике измерения температур, а именно к полупроводниковым измерителям температуры для измерения температуры в диапазоне от 200 до 425 К. Цель изобретения - повышение чувствительности измерителя температуры. Полупроводниковый измеритель температуры содержит первый и второй согласованные транзисторы, выполненные в одном кристалле, источник напряжения, дифференциальный усилитель, измеритель напряжения и три резистора, а также второй дифференциальный усилитель, третий транзистор и три дополнительных резистора,в совокупности включенные в обратную связь дифференциального усилителя. 1 ил.
СОЮЗ СОВЕТСКИХ социАлистичесних
РЕСПУБЛИК
G 01 К 7/00
ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ
1 :Я, к. Й ;1 l KIi- 1 1 Piь н си где U
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ
IlQ изОБРетениям и ОТНРытиям
ПРИ ГКНТ СССР (21) 4349935/24-10 (22) 28.12.87 (46) 15.11 ° 90. Бюл. II 42 (71) Азербайджанское научно-производственное объединение "Нефтегазавтомат" (72) Э.А.Ба1 иров и 3.М.Бромберг (53) 536.53(088.8) (56) Авторское свидетельство СССР
Р 1064156, кл. G 01 К 7/00, 1983:
Авторское свидетельство СССР
В 1176183, кл. G 01 К 7/00, 1985. (54) ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ ИЗМЕРИТЕЛЬ
ТЕМПЕРАТУРЫ (57) Изобретение относится к технике измерения температур, а именно gc
Изобретение относится к технике измерения температур, а именно к полупроводниковым измерителям температуры для измерения температуры в диапазоне
200-425 К.
Цель изобретения — повьппение чувствительности измерителя температуры.
На чертеже показана принципиальная электрическая схема измерителя температуры.
Измеритель температуры содержит первый 1 и второй 2.согласованные транзисторы, выполненные на одной подложке, первый 3, второй 4 и третий 5 резисторы, первый дифференциальный усилитель 6, измеритель 7 напряжения и источник 8 напряжения. Измеритель температуры содержит также второй дифференциальный усилитель 9, третий
„.Я0„„16О6876 А полупроводниковым измерителям температуры для измерения температуры в диапазоне 200-425 К. Цель изобретения — повышение чувствительности измерителя температуры. Полупроводниковый измеритель температуры содержит первый и второй согласованные транзисторы, выполненные в одном кристалле, источник напряжения, дифференциальный усилитель, измеритель напряжения и три резистора, а также второй дифференциальный усилитель, третий транзистор и три дополнительных резистора, в совокупности включенные в обратную связь дифференциального усилителя. 1 ил. транзистор 10, имеющий относительно согласованной пары обратный тип прово- я димости, и четвертый 11, пятый 12 и @ 1 шестой 13 резисторы, СР
Измеритель температуры работает ф следующим образом. Щ
Источник 8 напряжения формирует высоко стабильное напряжение, которое р является опорным для полупроводникового термопреобразователя на согласованной паре кремниевых транзисторов
1 и 2. Через транзистор 2, включенный по диодной схеме, протекает ток 2
I (1)
R — напряжение источника 8 напряжения; сопрот .вление резистора 3;
1606876
40 где l — ток коллектора транзисто10 ра 10;
U — выходное напряжение дифференabc циального усилителя 6; ц 12 45
R, — сопротигление резисторов 11, 15
12и13, Напряжение на эмиттере транзистора 1 равно
U, — (r,, 1,)R» . (5) где К вЂ” сопротивление резистора 5.
:ь
Решая систему уравнений (3), (4) и (5) получим следующее выражение
%з Кц КТ Re
= (1+ — -)" — — (—
К„ К q R>
1< К5) (6)
Из этого выражения определим темпера туру Т, при которой Б@ых= 0
U - падение напряжения на пеэВ реходе эмиттер-база транзистора 2 °
Падение, напряжения на резисторе 4 равно падению напряжения на резисторе 3, так как дифференциальный усилитель 6 через цепь обратной связи, состоящей из дифференциального усилителя 9, транзистора 10 и резисторов 11,12 10 и 13, устанавливает потенциал эмит,тера транзистора 1 U < таким, чтобы коллеторы двух транзисторов 1 и 2 были эквипотенциальны, т.е, коллекторный ток транзистора 1 равен .5
U - UP
1 (2)
Rg где R — сопротивление резистора 4. ф
Разность падений напряжений на эмиттерных переходах двух согласован20 ных транзисторов (в -данном случае это напряжение на эмиттере транзистора 1
U> ) с учетом выражений (1) и (2) э ( определяется выражением
КТ I< КТ К,4.
U = 1n — = --- 1п —, (3) т, q К, где К вЂ” постоянная Больцмана;
Т вЂ” температура по шкале Кельвина;
q — заряд электрона.
Дифференциальный усилитель 9 поддерживает равными падения напряжения на резисторах 11 и 12. Поэтому ток через резистор 11, а значит через эмиттер и коллектор транзистора 10 определяет:35 ся выражением:
П Бах
f1 ) ю R
К (1 +-"-)
Кю
Тс КИ
Т
О Rg
К 1n ——
1 (7) Таким образом, выбир мую величину К .,можно в лах менять величину То, ! личины R или отношения ая необходишироких предеа выбором веRy можно
R2 в необходимых менять чувствительность пределах.
Формула изобретения
Полупроводниковый измеритель температуры, содержащий первый и второй согласованные транзисторы, выполненные на одной подложке, базы которых соединены между собой и с коллектором второго трачзистора, который соединен с неинвертирующим входом дифференциального усилителя и через первый резистор — с первым выводом источника напряжения, коллектор первого транзистора соединен с инвертирующим входом дифференциального усилителя и через второй резистор — с первым выводом источника напряжения, выход первого дифференциального усилителя соединен с первым выводом измерителя напряжения, второй вывод которого соединен с общей шиной и с вторым выводом источника напряжения, эмиттером второго транзистора и с первым выводом третьего резистора, второй вывод которого соединен с эмиттером первого транзистора„ о т л и ч а ю щ и й— с я тем„ что, с целью повышения чувствительности измерителя температуры, в него введены второй дифференциальный усилитель, третий транзистор, имеющий относительно первого и второго транзисторов обратный тип проводимости, четвертый, пятый и шестой резисторы, первые выводы четвертого и пятого резисторов соединены с выходом дифференциального усилителя, второй вывод четвертого резистора соединен с эмиттером, третьего транзистора и инвертирующим вхрдом второго дифференциального усилителя, неинвертирующий вход которого соединен с вторым выводом пятого резистора и первым выводом шестого резистора, второй вывод которого соединен с общей шиной, а выход второго дифференциального усилителя соединен с базой третьего транзистора, коллектор которого соединен с эмиттером первсго транзистора.
1606876
Составитель Е.Зыков
Техред Д.Олийнык Корректор ТЛалец
Редактор М.Келемеш
Тираж 508
Подписное
Заказ 3545
ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР
113035, Иосква, Ж-35, Раушскан наб., д. 4/5
Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101
